[發(fā)明專利]一種敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機動確定系統有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910093790.1 | 申請日: | 2009-10-19 |
| 公開(公告)號: | CN101694388A | 公開(公告)日: | 2010-04-14 |
| 發(fā)明(設計)人: | 于靈慧;謝松;楊芳;劉勝利 | 申請(專利權)人: | 航天東方紅衛(wèi)星有限公司 |
| 主分類號: | G01C21/00 | 分類號: | G01C21/00 |
| 代理公司: | 中國航天科技專利中心 11009 | 代理人: | 安麗 |
| 地址: | 100094*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 敏捷 衛(wèi)星 姿態(tài) 機動 確定 系統 | ||
1.一種敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機動確定系統,其特征在于包括:條件約束設置模塊(1)、姿態(tài)機動過程設計模塊(2)、任意姿態(tài)機動任務計算模塊(3)、姿態(tài)機動任務需求模塊(5);
姿態(tài)機動任務需求模塊(5)根據衛(wèi)星應用需求設計成像模式,并根據成像模式確定衛(wèi)星平臺的關鍵點姿態(tài)機動角度值,并將該角度值分別輸入給姿態(tài)機動過程設計模塊(2)和任意姿態(tài)機動任務計算模塊(3);
條件約束設置模塊(1)輸出姿態(tài)執(zhí)行機構能夠輸出的最大力矩和姿態(tài)測量器件能夠測量的最大角速度給姿態(tài)機動過程設計模塊(2);
姿態(tài)機動過程設計模塊(2)根據姿態(tài)執(zhí)行機構能夠輸出的最大力矩、姿態(tài)測量器件能夠測量的最大角速度和關鍵點姿態(tài)機動角度值輸出關鍵點的姿態(tài)機動角度所對應的姿態(tài)機動時間,并將該關鍵點的姿態(tài)機動時間輸入給任意姿態(tài)機動任務計算模塊(3);
任意姿態(tài)機動任務計算模塊(3)根據關鍵點的姿態(tài)機動角度和關鍵點的姿態(tài)機動時間擬合出任意姿態(tài)機動任務的姿態(tài)機動時間值。
2.根據權利要求1所述的一種敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機動確定系統,其特征在于:還包括姿態(tài)機動能量消耗確定模塊(4),姿態(tài)機動能量消耗確定模塊(4)根據任意姿態(tài)機動任務計算模塊(3)輸出的任意姿態(tài)機動任務的姿態(tài)機動時間值計算姿態(tài)機動能量消耗值,該能量消耗值指導衛(wèi)星平臺的方案設計。
3.根據權利要求1或2所述的一種敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機動確定系統,其特征在于:姿態(tài)機動過程設計模塊(2)是根據姿態(tài)執(zhí)行機構力矩輸出的約束條件和姿態(tài)角速度測量能力的約束條件對整個姿態(tài)機動過程進行規(guī)劃,計算出關鍵點的姿態(tài)機動時間,姿態(tài)機動時間確定方法為:
1)根據衛(wèi)星平臺中姿態(tài)執(zhí)行機構的最大力矩T和衛(wèi)星平臺的轉動慣量I計算衛(wèi)星平臺姿態(tài)機動的最大角加速度?
2)確定衛(wèi)星平臺姿態(tài)機動的角加速和角減速的時間Δta:?其中?為姿態(tài)測量器件能夠測量的最大角速度,t0為衛(wèi)星平臺姿態(tài)機動角加速開始時間,ta為衛(wèi)星平臺姿態(tài)機動角加速截至時間,tb為衛(wèi)星平臺姿態(tài)機動角減速開始時間,tc為衛(wèi)星平臺姿態(tài)機動角減速截至時間;
3)求解姿態(tài)機動的時間:?θ為衛(wèi)星的姿態(tài)機動角度;
4)設計姿態(tài)機動角加速和姿態(tài)機動的角減速的時間Δta,以保證姿態(tài)機動的總時間最小為條件,?
5)步驟1)-4)中的θ為一個關鍵點的姿態(tài)機動角度,t為與該姿態(tài)機動角度所對應的姿態(tài)機動時間,令一系列關鍵點的姿態(tài)機動角度為X=[x1,x2,…,xi-1,xi,…,xn],則與關鍵點的姿態(tài)機動角度所對應的關鍵點的姿態(tài)機動時間為Y=[y1,y2,…,yi-1,yi,…,yn],關鍵點的姿態(tài)機動時間Y=[y1,y2,…,yi-1,yi,…,yn]的計算由步驟1)-4)給出。
4.根據權利要求1或2所述的一種敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機動確定系統,其特征在于:所述的任意姿態(tài)機動任務計算模塊(3)根據關鍵點姿態(tài)機動角度所對應的姿態(tài)機動時間擬合出任意點姿態(tài)機動角度所對應的姿態(tài)機動時間;任意姿態(tài)機動任務計算模塊(3)所采用的方法為:
根據姿態(tài)機動任務需求模塊(5)輸出的關鍵點的姿態(tài)機動角度X=[x1,x2,…,xi-1,xi,…,xn],以及姿態(tài)機動過程設計模塊(2)輸出的關鍵點的姿態(tài)機動角度所對應的關鍵點的姿態(tài)機動時間Y=[y1,y2,…,yi-1,yi,…,yn],利用三次樣條插值法計算任意點姿態(tài)機動角度所對應的姿態(tài)機動時間:
xi-1≤x≤xi,(i=1,…,n),?
其中,hi=xi-xi-1,?γi=1-αi,?i=1,2,…,n;
α0=0,β0=0,γn=0,βn=0;
αj(j=0,1,…,n)和γj(j=0,1,…,n)滿足下式:
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